航空成像光谱仪的发展和在侦察中的应用.

2010. 6

综述遥感信息

航空成像光谱仪的发展和在侦察中的应用

孙林, 鲍金河

(空军航空大学特种专业系, 吉林长春130022

摘要:成像光谱仪在进行航空成像侦察时能够获得一个三维的数据立方体, 其中, 两维表示目标的空间信息, 一维表示目标的光谱信息, 因此, 成像光谱仪在进行航空成像侦察时不仅能够对目标进行定位和判别, 还可以利用自身可以获取目标光谱信息的能力更好地进行遮蔽和伪装目标的辨别。本文介绍了成像光谱仪的发展与现状, 对成像光谱仪的成像原理进行了分析, 比较了成像光谱仪不同成像原理的优缺点, 并对成像光谱仪在航空成像侦察中的应用进行了讨论。

关键词:成像光谱仪; 色散; 干涉; 侦察doi:10. 3969/j. issn. 1000-3177. 2010. 06. 023

中图分类号:T P751 文献标识码:A 文章编号:1000-3177(2010 112-0115-05

Study on Imaging Spectrometer in the Applications of

Aviation Imaging Reconnaissance

SU N L in, BA O Jin -he

(A v iation Univ er sity of A ir For ce , S p ecial I nf or matio n D ep ar tment , Changchun 130022

Abstract:Imag ing spectro met er can get the t arg et p s three -dimensional data cube w hile carr ying on aviation imaging recon -naissance. In this date cube, tw o dimensio ns represent the space infor mation of t he targ et and one dimension represents the spec -t

rum informat ion of the tar get. T herefor e, imag ing spectro met er can no t only disting uish and det ermine the tar get but also can po int out whether the tar get is t rue o r false. T he dev elo pment and status o f imaging spectr ometer ar e int roduced in this paper. T he pr inciple of imaging spectro meters are analy zed and compared. F inally, the application of imag ing spectro met er in the av ia -t ion reconnaissance is discussed in the pa per.

Key words:imaging spectr ometer; disper sion; inter ference; reconna issance

成像光谱仪[1]是将成像技术和光谱技术结合产生的一种成像侦察设备, 是照相机和光谱仪合二为

一的产物。在进行航空成像侦察时, 它可以在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和中红外区域, 获取许多光谱连续的目标图像数据, 为每个像元提供一条完整而且连续的光谱曲线。

因此, 利用同一种物质在不同的谱段内光谱反射率不同, 并且在同一谱段不同物质的光谱反射率也不相同的性质, 我们可以有选择的在目标的某一成像波段进行侦察和判读。

成像光谱仪有很多的分类方式, 根据光谱分辨

收稿日期:2009-11-18

率的不同, 成像光谱仪划分为以下三种类型:

多光谱型:通常谱段范围约为10~20谱段, 光谱分辨率在10K 数量级, 适用于地带分类以及土地使用评估。

高光谱型:通常谱段范围在100~200谱段, 光谱分辨率在10-2K 数量级内, 主要用于农业、森林、矿产、海岸地区分析和军事领域等。

超光谱型:光谱范围最窄, 光谱分辨率一般在1000~10000谱段, 光谱分辨率在10-3K 数量级内, 适用于化学战剂及物质成分的分析。

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修订日期:2009-12-21

作者简介:孙林(1986~ , 男, 在读硕士研究生, 研究方向:航空航天成像侦察理论与应用E -m ail:x ianglin2011@sina. com. cn

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所和航科集团508所等单位。其中, 以上海技术物理所研制的机载模块化成像光谱仪OM IS 、推扫式成像光谱仪PH I 为主要代表, OM IS -I 的光谱总波段为128波段, OM IS -II 的光谱总波段为68波段。

1998年中科院长春光学精密机械研究所应用光学重点实验室设计并研制出三角共路(Sag nac 型干涉成像光谱仪原理样机, 进行了信噪比分析等相关理论研究, 完成了实验室及外场模拟扫描实验。

2002年上海技术物理研究所研制的中分辨率成像光谱仪随神州三号发射上天, 该成像光谱仪可以一次处理500km 范围的信息, 精度达到500m, 光谱通道为34个, 图像清晰度和层次与美国EOS 平台同类成像光谱仪的分辨率相同、通道质量相当。

2007年10月24日, 由中科院西安光机所承担研制的干涉成像光谱仪随/嫦娥一号0卫星顺利发射升空, 该干涉成像光谱仪将承担寻找和分析月表物质类型的含量和分布的探测任务。

1 成像光谱仪的发展与现状